Varseimad teated Palupera mõisast (saksa k Palloper) pärinevad 1582. aastast. 16.-17. sajandil kuulus mõis von Dückeritele, Bronskytele ja von Fersenitele. Peale Põhjasõda on ta olnud nii von Rennenkampffide, von Samsonite kui ka von Rosenite valduses.

Pikemalt jäi mõis von Bruiningkide aadliperekonna omandusse. 1860tel aastatel püstitasid nad mõisa puidust historitsistliku peahoone. Hoone on keskelt ühekorruseline, otstes aga kahekorruseline; selle keskpaigas asus aga neljakorruseline torn, mille ülaosa oli kaheksatahuline. Kahekorruselisi otsi kaunistavad kaaraknad. Arvukalt oli mõisas ka kõrvalhooneid.

Enne 1919. aasta võõrandamist kuulus mõis von Rentelnidele. 1933. aastal kolis mõisahoonesse kool, kes kasutab hoonet täninigi. Hoone on säilinud suures osas algkujul, vaid keskpaigas asunud neljakorruseline torn on lammutatud. Kõrvalhoonetest on hulk säilinud (linnumaja, kuivati), mitmed küll varemeis (viinavabrik) või ümber ehitatud kujul.

Mõisasüdame lähedal asub von Bruiningk'ide perekonnakalmistu.

Ajaloolise jaotuse järgi Tartumaale Otepää kihelkonda kuulunud mõis jääb kaasajal Valgamaale Palupera valla territooriumile.